一種氧化鋁陶瓷的粘結(jié)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高溫結(jié)構(gòu)材料高溫粘結(jié)劑的制備工藝，具體涉及一種氧化鋁陶瓷的粘結(jié)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高溫結(jié)構(gòu)材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而材料在高溫環(huán)境中的高溫應(yīng)變和高溫模量對(duì)構(gòu)件設(shè)計(jì)和材料應(yīng)用至關(guān)重要。但因高溫傳感器和高溫粘結(jié)劑的缺少而無(wú)法直接、準(zhǔn)確的獲得800°C以上的材料的高溫應(yīng)變和高溫模量，只能用間接的方法獲得。為了直接準(zhǔn)確的測(cè)量材料的高溫應(yīng)變和高溫模量，目前研宄者采用高溫應(yīng)變片進(jìn)行測(cè)量，但這種測(cè)試方法要將應(yīng)變片用高溫粘結(jié)劑和構(gòu)件粘結(jié)才一起，但由于高溫粘結(jié)劑的缺少，導(dǎo)致這種更加精確的測(cè)量方法的使用受到限制，所以我們要制備出高溫粘結(jié)劑。
[0003]目前有兩種高溫粘結(jié)劑，無(wú)機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)粘結(jié)劑。無(wú)機(jī)粘結(jié)劑有杰出的耐熱性能，但它的脆性和低粘結(jié)強(qiáng)度限制了它的應(yīng)用。因此一些新的有機(jī)樹(shù)脂基粘結(jié)劑得到了發(fā)展。有機(jī)粘結(jié)劑由于樹(shù)脂的不同，也有一些需要解決的問(wèn)題，比如有的樹(shù)脂的固化溫度太高，有的樹(shù)脂玻璃化轉(zhuǎn)變溫度太低，所有樹(shù)脂都存在的問(wèn)題是在溫度升高的過(guò)程中，熱別是溫度超過(guò)有機(jī)物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度后，有機(jī)物會(huì)發(fā)生裂解，會(huì)有小分子揮發(fā)，從而產(chǎn)生體積收縮，在粘結(jié)層中產(chǎn)生裂紋和孔洞，導(dǎo)致粘結(jié)性能下降，限制了有機(jī)粘結(jié)劑在高溫下的應(yīng)用，要想提高其使用溫度，必須對(duì)有機(jī)物進(jìn)行改性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0005]為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種氧化鋁陶瓷的粘結(jié)方法，提供一種可以把表面低粗糙度的陶瓷粘結(jié)并滿足強(qiáng)度要求的制備工藝，且成本更低，更加簡(jiǎn)單、高效。
[0006]技術(shù)方案
[0007]一種氧化鋁陶瓷的粘結(jié)方法，其特征在于步驟如下:
[0008]步驟1:對(duì)需要粘接的氧化鋁陶瓷表面清洗并干燥，將粘結(jié)劑聚硅硼氮烷PSNB涂到氧化鋁陶瓷表面，并在空氣中靜置，待PSNB充分平鋪在陶瓷表面后，將兩塊氧化鋁陶瓷材料涂覆粘結(jié)劑聚硅硼氮烷PSNB的一面搭接在一起；
[0009]步驟2:在搭接好的兩塊氧化鋁陶瓷材料上施壓I?3小時(shí)，放于120°C烘箱中固化2小時(shí)；
[0010]步驟3:將粘接固化后的氧化鋁陶瓷材料在溫度1400?1500°C，時(shí)間0.5?2小時(shí)進(jìn)行高溫?zé)崽幚怼?br>[0011 ] 所述聚硅硼氮烷PSNB進(jìn)行抽真空處理。
[0012]所述氧化鋁陶瓷表面清洗采用超聲清洗。
[0013]所述步驟I中在空氣中靜置時(shí)間為40?80分鐘。
[0014]所述步驟中施壓采用以142?800克重量的物體進(jìn)行壓制。
[0015]有益效果
[0016]本發(fā)明提出的一種氧化鋁陶瓷的粘結(jié)方法，采用聚硅硼氮烷(PSNB)做為氧化鋁陶瓷之間的粘結(jié)劑。在高溫粘結(jié)劑的改性研宄都需要加入添加劑，其實(shí)就是為了引入Si和B元素，而聚硅硼氮烷(PSNB)中含有這兩種元素。PSNB在120°C經(jīng)過(guò)2小時(shí)就可以固化，固化溫度低，且不需要添加添加劑，在空氣中熱處理就可以達(dá)到高溫粘結(jié)的目的。
[0017]本發(fā)明使用的粘結(jié)劑在1400°C，1500°C均具有高的粘結(jié)強(qiáng)度，達(dá)到了高溫下粘結(jié)劑的使用要求。本發(fā)明可以把表面低粗糙度的陶瓷粘結(jié)并滿足強(qiáng)度要求的制備工藝，且成本更低，更加簡(jiǎn)單、高效。
【具體實(shí)施方式】
[0018]現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0019]本發(fā)明的具體過(guò)程:
[0020]步驟一:對(duì)所使用的氧化鋁陶瓷超聲清洗，干燥后，把抽過(guò)真空的粘結(jié)劑聚硅硼氮烷(PSNB)涂到陶瓷表面，并在空氣中靜置I小時(shí)，待PSNB充分平鋪在陶瓷表面后，把兩塊陶瓷搭接在一起。
[0021]步驟二:在搭接好的試樣上加壓，2小時(shí)后，放于120°C烘箱中固化2小時(shí)。
[0022]步驟三:把固化后試樣放到廂式爐中，于1400和1500°C高溫?zé)崽幚?小時(shí)。
[0023]本發(fā)明得到的粘結(jié)劑在1400°C，1500°C均具有高的粘結(jié)強(qiáng)度，達(dá)到了高溫下粘結(jié)劑的使用要求。
【具體實(shí)施方式】
[0024]
[0025]實(shí)施例一
[0026]步驟一:對(duì)陶瓷試樣用水超聲清洗后，干燥。同時(shí)對(duì)聚硅硼氮烷樹(shù)脂抽真空，排出樹(shù)脂中氣泡，然后把樹(shù)脂涂到陶瓷材料表面，靜置I小時(shí)。待樹(shù)脂平鋪到陶瓷表面后，把兩塊陶瓷材料搭接。
[0027]步驟二:對(duì)搭接試樣施加0.06Mpa的載荷，2小時(shí)后，放于120°C烘箱中固化2小時(shí)。
[0028]步驟三:把搭接好試樣放于廂式爐中，以2°C /min速率分別加熱到1400 °C和1500°0熱處理0.5、1、1.5、2小時(shí)。1400 °C熱處理后粘結(jié)強(qiáng)度分別為0、4.16、6.05、11.23Mpa，1500°C熱處理后剪切實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)為材料損壞。
[0029]實(shí)施例二
[0030]步驟一:對(duì)陶瓷試樣用水超聲清洗后，干燥。同時(shí)對(duì)聚硅硼氮烷樹(shù)脂抽真空，排出樹(shù)脂中氣泡，然后把樹(shù)脂涂到陶瓷材料表面，靜置I小時(shí)。待樹(shù)脂平鋪到陶瓷表面后，把兩塊陶瓷材料搭接。
[0031]步驟二:對(duì)搭接試樣施加0.15Mpa的載荷，2小時(shí)后，放于120°C烘箱中固化2小時(shí)。
[0032]步驟三:把搭接好試樣放于廂式爐中，以2°C /min速率分別加熱到1400°C和1500°C熱處理0.5、1、1.5、2小時(shí)。1400°C熱處理后無(wú)粘接強(qiáng)度，1500°C熱處理后粘結(jié)強(qiáng)度分別為 4.25,5.13,9.55、17.2IMpa0
[0033]實(shí)施例三
[0034]步驟一:對(duì)陶瓷試樣用水超聲清洗后，干燥。同時(shí)對(duì)聚硅硼氮烷樹(shù)脂抽真空，排出樹(shù)脂中氣泡，然后把樹(shù)脂涂到陶瓷材料表面，靜置I小時(shí)。待樹(shù)脂平鋪到陶瓷表面后，把兩塊陶瓷材料搭接。
[0035]步驟二:對(duì)搭接試樣施加0.15Mpa的載荷，2小時(shí)后，放于120°C烘箱中固化2小時(shí)。
[0036]步驟三:把搭接好試樣放于廂式爐中，分別以2，5，8°C /min速率分別加1500°C熱處理2小時(shí)。粘結(jié)強(qiáng)度分別為17.21,5.34,3.55Mpa。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氧化鋁陶瓷的粘結(jié)方法，其特征在于步驟如下: 步驟1:對(duì)需要粘接的氧化鋁陶瓷表面清洗并干燥，將粘結(jié)劑聚硅硼氮烷PSNB涂到氧化鋁陶瓷表面，并在空氣中靜置，待PSNB充分平鋪在陶瓷表面后，將兩塊氧化鋁陶瓷材料涂覆粘結(jié)劑聚硅硼氮烷PSNB的一面搭接在一起； 步驟2:在搭接好的兩塊氧化鋁陶瓷材料上施壓I?3小時(shí)，放于120°C烘箱中固化2小時(shí)； 步驟3:將粘接固化后的氧化鋁陶瓷材料在溫度1400?1500°C，時(shí)間0.5?2小時(shí)進(jìn)行高溫?zé)崽幚怼?br>2.根據(jù)權(quán)利要求1所述氧化鋁陶瓷的粘結(jié)方法，其特征在于:所述聚硅硼氮烷PSNB進(jìn)行抽真空處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述氧化鋁陶瓷的粘結(jié)方法，其特征在于:所述氧化鋁陶瓷表面清洗米用超聲清洗。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述氧化鋁陶瓷的粘結(jié)方法，其特征在于:所述步驟I中在空氣中靜置時(shí)間為40?80分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述氧化鋁陶瓷的粘結(jié)方法，其特征在于:所述步驟中施壓采用以142?800克重量的物體進(jìn)行壓制。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種氧化鋁陶瓷的粘結(jié)方法，采用聚硅硼氮烷(PSNB)做為氧化鋁陶瓷之間的粘結(jié)劑。在高溫粘結(jié)劑的改性研究都需要加入添加劑，其實(shí)就是為了引入Si和B元素，而聚硅硼氮烷(PSNB)中含有這兩種元素。PSNB在120℃經(jīng)過(guò)2小時(shí)就可以固化，固化溫度低，且不需要添加添加劑，在空氣中熱處理就可以達(dá)到高溫粘結(jié)的目的。本發(fā)明使用的粘結(jié)劑在1400℃,1500℃均具有高的粘結(jié)強(qiáng)度，達(dá)到了高溫下粘結(jié)劑的使用要求。本發(fā)明可以把表面低粗糙度的陶瓷粘結(jié)并滿足強(qiáng)度要求的制備工藝，且成本更低，更加簡(jiǎn)單、高效。
【IPC分類】C04B37-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104829257
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510232419
【發(fā)明人】欒新剛, 王建強(qiáng), 成來(lái)飛
【申請(qǐng)人】西北工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月8日